目录第一节新封矿区控制测量任务概况3第二节测区状况和条件4第三节坐标系统的选择和起始数据的确定 6第四节平面控制网的布测9第五节高程控制网的布测 17第六节加密控制网的布测 22第一节 新封矿区控制测量任务概况一、任务来源新封矿区经过地质详查证实，煤的埋藏量极为丰富，煤质优良，具 有极大的工业价值。为开发能源，支援国民经济建设，上级机关决定筹 建并成立新封煤业集团 (有限)公司。2008年将首先开发北旨村井田 ( 设 计年产量为 120 万吨) ；2012年以前将陆续建成六对竖井投入生产。为适应矿山设计、井建施工和矿山生产的需要，必须建立满足大比 例尺(1 ：500)地形测图和矿山工程测量所需要的平面控制网和高程控制 网。根据新封煤业集团(有限)公司与新封工程勘察公司签订的协议， 该项控制测量任务由新封工程勘察公司测量队承担。二、任务要求矿区中心位置为东经113 0T,北纬34 20。处于高斯投影6 带第19带。矿区西南边界的直角坐标 X=3800公里和Y=19675公里：东 北边界的直角坐标为X=3820公里和丫=19695公里。矿区面积为400平方 公里。根据统一规划主网、分区分期进行加密控制布网原则，此次控制测 量的任务在于： 建立新封矿区D级GPS空制网，作为矿区首级平面控 制；(2) 建立新封矿区三等水准网，作为矿区首级高程控制；(3) 设计北旨村井田 ( 面积为 25km2) 的加密控制方案； (4) 提出北旨村井田 1： 1000 比例尺地形测图的图根控制测设方案 ( 不作详细设计 ) 。作业的技术依据为： (1) 工程测量规，国家技术监督局、中华人 民国建设部联合发布， 1993 年 8 月 1 日实施： (2) 全球定位系统 (GPS) 测量规，国家测绘局发布， 1992 年 10 月 1 日实施。三、完成时间新封工程勘察公司测量队现有工程师一名、 技术员五名、工人十名; 5级全站仪二台，2级全站仪一台、S,和So.5型水准仪各一台。届时 若需用GPS接收机（4台），可向理工大学测绘学院租用。全部任务要求在六个月完成，今年年底以前提交控制测量成果。为 来年测绘北旨村井田I : 1000比例尺地形图和煤矿工程测量提供控制基 础。第二节测区状况和条件一、已往完成的测量工作情况1、1959年由国家测绘总局第x分局建立国家二等连续三角网，该 二等网按照国家1958年大地测量法式布设。经过平差计算其测角中误差 为土 1.0 ，最弱边相对中误差为1: 250000。矿区有二等三角点三个， 采用1954年北京坐标系，6分带，中央子午线为111 。目前，二等 三角点的标石保存完好。此次平差成果由省测绘局提供。有关的三个二 等三角点在1954年北京坐标系的坐标值列于下表。点名咼斯平面直角坐标（m三角高程（mxy玉寨山3817801.3319677738.151512.43嵩山岭3822266.0519687362.521494.08伏牛山3802016.5419684382.41696.022、1990年由省测绘局建立国家二等水准网，于登封市西北公路交叉口东侧100米处埋设二等水准标石一座。高程数据属于1985年国家高 程基准，高程值为396.5721米。3、1988年省测绘局曾航测该地区1: 50000地形图。4、 为地质勘探工作需要，省地质局测绘队曾在本地区测绘1: 5000 比例尺地形图。但是，为此而布设的控制网中大部分控制点遭受破坏， 只有少数点位可加以利用。5、为适应城镇建设工作需要， 省不同单位曾于不同时间在该地区一 些城镇测绘了局部的 l ：1000比例尺地形图。 其中 1998年施测的登封市 地形图已被多个部门 ( 城建、土地管理等 ) 使用至今。这些图纸资料均使 用了 1954 年北京坐标系。根据上述已经完成测量工作的情况，确定对原有成果的利用方案：1) 测区的三个国家二等点，精度符合现行规要求，标石保存完好， 其坐标值可用作三等平面控制网的起始数据。2) 国家二等水准点可用作矿区三等水准网的起始点。3) l ：50000 比例尺地形图可作为此次图上设计和实地选点的依据。 二、作业区自然地理条件l 、地理概况 测区南北临山，山势较为陡峭。测区中部因长期受风蚀作用而形成 风化层和黄土复盖层，出现坡度不大的低山丘陵地带。矿区南部有伏牛 山横贯，山势不太陡峭。测区最低高程为 230 米，北部山区高程达 1500米，大部分地区平均 高程为 400 米，颖河东西横贯矿区，但每年有半年以上时间枯涸。矿区 围 70为耕地，大部分为旱田。本区隶属于省市。 登封市为一座 1990 年建制的县级市， 座落在本测 区，其余地区村庄遍布，多数民族为汉族，少数为回族，近年来，群众 觉悟得到提高，社会风尚不断改观。2、交通情况为适应城乡建设和旅游事业的发展， 正在兴修 xx 铁路支线， 目前虽 未通车但公路纵横，长途汽车直达、 、千顶山等地。村与村之间尚有可通 行汽车之大道，交通十分方便。3、气候情况矿区全年平均雨量为 950 毫米，雨量集中于六、七、八三个月，全 年平均气温为+15C七月份平均气温达 32C, 月份平均气温为-2C, 地冻线深度约 01 米。全年平均风力为 2-3 级。适宜于野外作业的时间为 3-10 月份。每月平均作业时间利用率为 20 工天。第三节 坐标系统的选择和起始数据的确定一、平面坐标系统的选择我国现行三种坐标系统： 1980 年国家大地坐标系、 1954 年北京坐标 系和新 1954年北京坐标系。其中 1980 年国家大地坐标系的椭球参数选 择合理、数值准确，是对全国天文大地网施行整体平差建立起来的、椭 球面与大地水准面最为密合的一种坐标系统。 但是，考虑到本地区 50 年 来的测绘历史和现状，为有利于已有测绘成果互为利用，此次矿区平面 控制测量设计时，建议采用 1954 年北京坐标系。二、投影面和投影带引起的长度变形分析1954 年北京坐标系选择的投影面是克拉索夫斯基椭球面，它与大地 水准面的相关位置是 1982 年全国天文大地网整体平差所确定的； 而投影 带则依然选用了高斯投影 6分带和 3分带的传统方法。上述国家统一的投影面和投影带所引起的长度变形是否适合本矿区 的需用，应该作进一步分析。为此，根据已知的测区中心位置(L=113 OT, B=34 20)按公式N cosB分别计算出测区中心在高斯投影 6带和3带的横坐标概值y（准确至3位有效数字即可）。再由计算的y值和测区平均高程（Hn=400m分别计算6带和3带的长度综合变形，并以 1s 40000为原则确定适宜的投影面或投影带。当6带或3带所引起的长度变形超过上列容许值时，应选择以“抵偿面”作投影面的局部坐标系。此时按H 785y2确定出抵偿面高程面，并画图示意之。经下述计算选择投影平面和独立的坐标系：L ” =114 -113 01 =59 =3540”P =180 x 3600/ 3.1415926N=6371000m B=34 20由 y N cosB 得 y=90291.10953 m =0.9029110953 百千米由亦=y2*S/2R2-Hm*S/R 得81=3.764118608 X 10-5大于40000H785y2=639.97mH 抵=Hm-=239.97m、起始数据的确定抵偿面位置确定后，选择其中一个国家大地点（例如伏牛山二等三角 点）作为测区的“原点”，保持它在3带的国家统一坐标值（x 0，yo）不变, 而将其它国家大地点（玉寨山、嵩山岭）的已知坐标（ x，y）换算到局 部坐标系中去：H抵x 抵 x （ x Xo）-R-H抵y 抵 y （y y。）-经过上述处理后的三个国家大地点坐标作为布设新封矿区平面控制网 的起始数据。此外，本测区已有一个国家二等水准点，其高程数值为1985年国家高程基准，可直接作为布设矿区高程控制网的起始数据。以伏牛山二等三角点作为测区的“原点”KBCD D1XY咼程(ID)2玉寨山3817800. 7353867738. 41752. 4C3嵩山龄3822265. 28738687362. 411血054伏牛山3802016.5438684383829阪99第四节平面控制网的布测容提要一、平面控制网布设方法和布设原则平面控制网可以采用三角测量、导线测量、GPS卫星定位等多种方法布设。综观这些方法的优缺点和测区实际条件，应优先考虑选用GPS卫星定位法建立平面控制网。布设GPS定位网时应注意以下事项：(1) 任务要求是建立三等平面控制网。与其技术指标相适应的GPS定 位网为D级网，不过为日后对控制网使用方便，相邻点距离最好不超过 5km平均取3km为宜。GPS 卫星定位测得的是控制点在 WGS-84空间直角坐标系中三维 坐标，为将它们转换成选用的局部坐标系统，必须使新布设的GPS网与已有控制网建立可靠的联系。此时至少应该联测 2个已有起始点。为了 可靠地确定GPS网与原有网之间的转换参数，联测点数最好多于 2个。目前，测区有3个国家大地点，且标石保存完好，其坐标值已用作 矿区控制网起始数据。因此，GPS卫星定位网必须联测这三个国家二等 三角点。(3) 布网时还应考虑大约1/5的GPS点兼作矿区水准点，以便应用 曲面拟合法拟合出测区的似大地水准面，插出其它 GPS点的高程异常并 确定它们的正常高。（4）GPS 点应选在交通方便、地基稳固，利于点位保存和便于常规方 法联测或加密时应用。二、图上设计与实地选点根据上述注意事项，按规程中对点位要求，在 l ：50000地形图 上由已知点开始，逐一选设点位。并且由选设点位连成同步观测边 （ 基 线） ，进而拟定出同步网和异步网测量方案。图上设计完成之后即应到实地落实点位，核实图上设计结果的可行 性。根据实地落实的点位绘出GPS网选点图（1 : 100000）。图上需画出测 区围、标明已知点位和新布设的点位的点名、以及由起始边和同步观测 边构成的整体网形、水准路线、主要交通线、水系、城镇等。该选点图 应装订入设计说明书中。点位选定后，按设计的埋石规格 （ 图示） 埋设中心标石。（1）根据上述注意事项，按规程中对点位要求，在l : 50000 地形图上由已知点开始，逐一选设点位。并且由选设点位连成同步观测边 （ 基线） ，进而拟定出同步网和异步网测量方案。图上设计完成之后即应到实地落实点位，核实图上设计结果的可行 性。根据实地落实的点位绘出GPS网选点图（1 : 100000）。图上需画出测 区围、标明已知点位和新布设的点位的点名、以及由起始边和同步观测 边构成的整体网形、水准路线、主要交通线、水系、城镇等。该选点图 应装订入设计说明书中。（2）埋石:软质地面上的需埋设标石， 埋设规格见下图。 位于道路上的点位应布设在路边位置，且高出地面1cm沥青路面上可打入规格为长 20 cm、 2.0 cm的钢钎作为标志，钢钎中心钻一直径为1.5mm的小孔作为标志中心；水泥路面上的点位应钻一深 20 cm、直径5cm的圆孔，把测量标志 用混凝土镶嵌进去，极困难地方可采用石刻标志，用钢